Jembatan Arus Searah

Prinsip Dasar :

• Membandingkan nilai tahanan yg tidak diketahui dgn tahanan yg diketahui.
• Prinsip kesetimbangan rangkaian dipakai sbg dasar pengukurannya.
• Keadaan setimbang ditunjukkan pada penunjuk nol (detektor nol) yg berupa galvanometer.
• Jembatan Arus Searah bekerja berdasarkan arus searah (DC),
• Jenis Jembatan Arus Searah :
  
  • Jembatan Wheatstone
  • Jembatan Kelvin
   

Jembatan Wheatstone

• Rangkaian Dasaer (gak digambar disini yak)
• Arus yg melewati galvanometer tergantung pada beda potensial antara c dan d.
• Keadaan setimbang ; maka arus yg masuk galvanometer adalah nol => beda tegangan antara a dan b adalah nol atau tegangan titik a dan b adalah sama.
• Jadi : VR1 = VR2 => I1 . R1 = I2 . R2 .......................................................pers (1)
• Pada rangkaian setimbang, rangkaian menjadi : (gak digambar juga nih, ribet) keterangannya aja yakj : Antar titik c dan d rangkaian terbuka (tidak terhubung secara langsung)
  Jadi :
  
  • I1 = I3 = E / (R1 + R3) ..................................................................pers (2)
  • I2 = I4 = E / (R2 + R4) ..................................................................pers (3)
  Sehingga dari pers (1) & (2) diperoleh :
  
  • I1 . R1 = R1. E / (R1 + R3) = E . R1 / (R1 + R3) ...........................pers (4)
  
  Dan dari pers (1) dan (3) diperoleh :
  
  • I2 . R2 = R2 . E / (R2 + R4) = E . R2 / (R1 + R3) ..........................pers (5)
  
  Selanjutnya dari pers (4) & (5) diperoleh :
  
  • E . R1 / (R1 + R3) = E . R2 / (R2 + R4)
    jadi
  • R1 . R4 = R2 . R3 maka => R4 = (R2 . R3) / R1
• Kemungikanan kesalahan disebabkan :
  
  • Sensitivitas detektor nol tidak cukup tinggi.
  • Perubahan tahanan pembanding karena efek pemanasan
  • Nilai resistensi dari kawat-kawat penyambung
• Sensitivitas galvanometer sangat tergantung pada tahanan dalam.
• Penentuan tahanan dalam galvanometer dilakukan dgn membuat ketidak seimbangan rangkaian & mencatat penunjukkan Arus pada galvanometer.

Perhitungan :

ETH = ECD = EAC - EAD
                  = I1 . R1 - I2 . R2
          ETH = E { R1 / (R1 + R3) - R2 / (R2 + R4) }

Rd : tahanan dalam dari batere ( => 0)

RTH = RCD = R1 // R3 + R2 // R4

RTH = R1 . R3 / (R1 + R3) + R2 . R4 / (R2 + R4)

• Rangkaian Thevenin yg sesuai adalah sbg berikut : ( gambar cari sendiri, ini langsung rumus aja).
  
  
  • Ig = ETH / (RTH + Rd) 
  • d = Ig . S
  • Rd = (ETH /Ig) - RTH
    Dimana :
    Ig => penunjuk arus pada galvanometer saat keadaan tidak seimbang.
    S => Sensitivitas arus galvanometer
    Rd => Tahanan dalam